ДИНОФЛАГЕЛЯТИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, КЛАСИФІКАЦІЯ, ЖИТТЄВИЙ ЦИКЛ - БІОЛОГІЯ - 2025

У дінофлагелляти є органи Королівства протистов, основною характеристикою є те , що у них є пара джгутиків , які допоможуть вам рухатися в середині. Вперше вони були описані в 1885 році німецьким природознавцем Йоганом Адамом Отто Буетшлі. Вони є досить великою групою, включаючи фотосинтетичні, гетеротрофні, вільно живі організми, паразити та симбіонти.

З екологічної точки зору вони дуже важливі, оскільки разом з іншими мікроводоростями, такими як діатоми, вони складають фітопланктон, який, у свою чергу, є їжею багатьох морських тварин, таких як риба, молюски, ракоподібні та ссавці.

Цератій. Динофлагелатні види. Джерело: Кейсотьо, із Вікімедіа

Так само, коли вони розповсюджуються перебільшено та безконтрольно, вони породжують явище під назвою "Червоний приплив", в якому моря забарвлені у різні кольори. Це становить серйозну екологічну проблему, оскільки сильно впливає на баланс екосистем та організмів, які їх населяють.

Таксономія

Таксономічна класифікація динофлагелятів така:

Домен: Еукарія.

Королівство: Протіста.

Суперфіло: Альвеолата .

Тип: Міозоа.

Підфіл: Мізозоа.

Динозоя

Суперклас: Дінофлагелата

Морфологія

Динофлагелати - це одноклітинні організми, тобто складаються з однієї клітини. Вони різняться за розмірами, деякі настільки малі, що їх неможливо побачити неозброєним оком (50 мкм), а інші трохи більшими (2 мм).

Зовнішній вигляд

У динофлагелятах можна зустріти дві форми: так звані броньовані або текадо і голі. У першому випадку клітина оточена стійкою структурою, як броня, складена з біополімерної целюлози.

Цей шар відомий як «тик». У голих динофлагелятів немає захисного шару. Тому вони дуже крихкі і сприйнятливі до суворих умов навколишнього середовища.

Відмінною рисою цих організмів є наявність джгутиків. Це клітинні придатки або виступи, які в основному використовуються для забезпечення мобільності клітини.

Що стосується динофлагелятів, вони представляють два джгутики: поперечні та поздовжні. Поперечний джгутик оточує клітину і надає їй обертовий рух, тоді як поздовжній джгутик відповідає за вертикальний рух динофлагеллату.

Деякі види мають гени біолюмінесценції у своїй ДНК. Це означає, що вони здатні випромінювати певне сяйво (як деякі медузи або світлячки).

Ядерна структура

Так само, як і будь-який еукаріотичний організм, генетичний матеріал (ДНК та РНК) упаковується в структуру, відому як клітинне ядро, яка обмежена мембраною, ядерною мембраною.

Тепер організми, що належать до цього суперкласу, мають дуже особливі характеристики, які роблять їх унікальними в межах еукаріотів. По-перше, виявляється ДНК, що становить багаторічні хромосоми, які завжди конденсуються (включаючи всі стадії клітинного циклу).

Крім того, він не має гістонів і ядерна мембрана не розпадається в процесі поділу клітин, як це відбувається у випадку з іншими еукаріотичними організмами.

Цитоплазматичний вміст

З огляду на електронний мікроскоп, у клітинах динофлагеллату може спостерігатися наявність різних цитоплазматичних органел, типових для будь-яких еукаріотів.

До них належать: апарат Гольджі, ендоплазматичний ретикулум (гладкий і шорсткий), мітохондрії, накопичувальні вакуолі, а також хлоропласти (у разі автотрофних динофлагелятів).

Загальна характеристика

Суперклас Дінофлагеллата широкий і охоплює велику кількість видів, деякі дуже відрізняються від інших. Однак вони погоджуються з певними характеристиками:

Харчування

Група динофлагелятів настільки широка, що не має конкретної структури харчування. Є види, які є автотрофними. Це означає, що вони здатні синтезувати свої поживні речовини в процесі фотосинтезу. Це відбувається тому, що між цитоплазматичними органелами у них є хлоропласти, всередині яких містяться молекули хлорофілу.

З іншого боку, є декілька, які є гетеротрофами, тобто харчуються іншими живими істотами або продуктами, що їх виробляють. У цьому випадку є види, які живляться іншими протістами, що належать до портозоанів, діатомів або навіть самих динофлагелатів.

Так само є деякі види, що є паразитами, наприклад, що належать до класу Ellobiopsea, які є ектопаразитами деяких ракоподібних.

Спосіб життя

Цей аспект досить різноманітний. Є види, які є вільноживучими, тоді як є інші, що утворюють колонії.

Так само існують види, які встановлюють ендосимбіотичні зв’язки з представниками класу Антозої з роду Cnidarians, такі як анемони та корали. У цих партнерствах обидва члени взаємно виграють і потребують одне одного, щоб вижити.

Прикладом цього є вид Gymnodinium microoadriaticum, який рясний у коралових рифах, сприяючи їх утворенню.

Відтворення

У більшості динофлагеллатів розмноження є безстатевим, тоді як у кількох інших можливе статеве розмноження.

Розмноження безстатевим відбувається через процес, відомий як бінарне ділення. При цьому кожна клітина ділиться на дві клітини точно так само, як і батьківська.

Динофлагелати мають тип бінарного поділу, відомий як поздовжній. У цього типу вісь ділення є поздовжньою.

Цей поділ різноманітний. Наприклад, є такі види, як рід роду Ceratium, у яких відбувається процес, який називають десмохізисом. При цьому кожна дочірня клітина, що виникла, підтримує половину стінки материнської клітини.

Є й інші види, у яких відбувається щось, що називається елеутерохізіс. Тут поділ відбувається всередині стовбурової клітини, і після поділу кожна дочірня клітина породжує нову стінку або нову теку, що стосується видів тек.

Зараз статеве розмноження відбувається шляхом злиття гамет. При такому типі розмноження відбувається об'єднання та обмін генетичного матеріалу між двома гаметами.

У них є пігменти

Динофлагелати мають у своїй цитоплазмі різні види пігментів. Більшість містять хлорофіл (тип a і c). Існує також наявність інших пігментів, серед яких виділяються ксантофіли перидінін, діадіноксантин, діатоксантин та фукоксантин. Також є присутність бета-каротину.

Виробляють токсини

Велика кількість видів продукує токсини, які можуть бути трьох типів: цитолітичні, нейротоксичні або гепатотоксичні. Це високотоксичні та шкідливі для ссавців, птахів, риб.

Токсини можуть споживати деякі молюски, такі як мідії та устриці, та накопичуватися в них на високому та небезпечному рівні. Коли інші організми, включаючи людину, ковтають молюсків, заражених токсином, вони можуть виявити синдром отруєння, який, якщо не лікувати своєчасно та належним чином, може мати летальний результат.

Хабітат

Всі динофлагелати є водними. Більшість видів зустрічаються в морських місцях існування, тоді як невеликий відсоток видів можна знайти в прісних водах. Вони мають схильність до районів, куди потрапляє сонячне світло. Однак екземпляри були знайдені на великих глибинах.

Температура, здається, не є обмежуючим елементом розташування цих організмів, оскільки вони розташовані як у теплих водах, так і в надзвичайно холодних водах, таких як полярні екосистеми.

Життєвий цикл

Життєвий цикл динофлагелятів опосередковується умовами навколишнього середовища, оскільки залежно від того, сприятливі вони чи ні, відбуватимуться різні події.

Так само він має гаплоїдну та диплоїдну фазу.

Гаплоїдна фаза

У гаплоїдної фазі відбувається те, що клітина зазнає мейоз, генеруючи дві гаплоїдні клітини (з половиною генетичного навантаження виду). Деякі вчені називають ці клітини гаметами (+ -).

Коли умови навколишнього середовища вже не ідеальні, два динофлагеляти об'єднуються, утворюючи зиготу, відому як планозигот, яка є диплоїдною (повне генетичне навантаження виду).

Життєвий цикл динофлагеляту. (1) Двійкове ділення. (2) Союз двох динофлагелятів. (3) Планозигот. (4) Гіпнозигот. (5) Планомеоцит. Джерело: Franciscosp2, з Wikimedia Commons

Диплоїдна фаза

Пізніше планозигот втрачає джгутики і еволюціонує до іншої фази, яка називається гіпнозигот. Це покрито набагато твердішим і стійкішим тиком, а також повно запасних речовин.

Це дозволить гіпнозигот тривалий час залишатися в безпеці від будь-якого хижака і захищений від суворих умов навколишнього середовища.

Гіпнозигот відкладається на морському дні, чекаючи, коли умови навколишнього середовища знову стануть ідеальними. Коли це трапляється, тик, який його оточує, ламається, і це стає проміжною стадією, відомою як планомеоцито.

Це недовговічна фаза, оскільки клітина швидко повертається до своєї характерної форми динофлагеляту.

Класифікація

Динофлагелати включають п'ять класів:

• Еллобіопсія: це організми, які можна зустріти в прісноводних або морських середовищах існування. Більшість - це паразити (ектопаразити) деяких ракоподібних.
• Оксирея: вона складається з одного роду Oxirrhis. Організми цього класу - хижаки, які розташовані в суто морських середовищах існування. Його атипові хромосоми довгі і тонкі.
• Дінофіцеї: Цей клас включає типові організми динофлагелятів. У них два джгутики, більшість з них є фотосинтетичними автотрофами, у них життєвий цикл, в якому переважає гаплоїдна фаза, і багато з них мають клітинне захисне покриття, відоме як тека.
• Синдінея: організми цієї групи характеризуються тим, що вони не представлені маківкою та мають паразитарний або ендосимбіотичний спосіб життя.
• Ноктилуцея: складається з окремих організмів, у життєвому циклі яких переважає диплоїдна фаза. Так само вони гетеротрофні, великі (2 мм) і біолюмінесцентні.

"Червоний прилив"

Так званий «Червоний прилив» - явище, яке виникає у водоймах, в яких розмножуються певні мікроводорості, що входять до складу фітопланктону, особливо групи динофлагелятів.

Коли кількість організмів значно збільшується і вони безконтрольно розповсюджуються, воду зазвичай фарбують у різні кольори, серед яких можуть бути: червона, коричнева, жовта або охра.

Червоний прилив стає негативним або шкідливим, коли розмножуються види мікроводоростей синтезують токсини, шкідливі для інших живих істот. Коли деякі тварини, такі як молюски або ракоподібні, харчуються цими водоростями, вони включають токсини в свій організм. Коли деякі інші тварини харчуються ними, вони зазнають наслідків потрапляння токсину.

Не існує жодних запобіжних чи лікувальних заходів, які повністю усунуть червоний прилив. Серед застосованих заходів:

• Фізичний контроль: виведення водоростей за допомогою фізичних процедур, таких як фільтрація та інші.
• Хімічний контроль: використання таких продуктів, як водорості, метою яких є усунення накопичених водоростей на морській поверхні. Однак їх не рекомендується, оскільки вони впливають на інші компоненти екосистеми.
• Біологічний контроль: ці заходи використовують організми, які живляться цими водоростями, а також деякі віруси, паразити та бактерії, які за допомогою природних біологічних механізмів здатні відновити баланс екосистеми.

Патогенез

Організми, що належать до групи динофлагеллатів, самі по собі не є збудниками, але, як було сказано вище, виробляють токсини, які сильно впливають на людину та інших тварин.

Коли в деяких районах моря спостерігається збільшення кількості динофлагеллатів, то відбувається і виробництво токсинів, таких як сакситоксини та гоніавтоксин.

Динофлагелати, які є важливою та переважаючою частиною фітопланктону, є частиною раціону ракоподібних, молюсків та риб, в яких токсини накопичуються небезпечно. Вони передаються людині, коли вони харчуються зараженою твариною.

Коли це відбувається, то генерується синдром отруєння молюсками.

Синдром отруєння молюсків

Він виникає при споживанні молюсків, заражених різними токсинами, синтезованими динофлагеллатами. Зараз існує кілька видів токсинів, і від них залежать характеристики генерується синдрому.

Паралізуючий токсин

Викликає паралізує отруєння морепродуктами. Він виробляється переважно видами Gymnodinium catenatum та кількома родами Олександрія.

Симптоми

• Оніміння деяких регіонів, таких як обличчя, шия та руки.
• Почуття поколювання
• Хвороба
• Блювота
• М'язовий параліч

Смерть зазвичай настає внаслідок зупинки дихання.

Нейротоксичний токсин

Викликає невротоксичні отруєння. Він синтезується за видами, що належать до роду Karenia.

Симптоми

• Сильний головний біль
• М'язова слабкість
• Тремтіння ознобу
• Хвороба
• Блювота
• Ураження м'язів (параліч)

Діарейний токсин

Це є причиною отруєння діареєю від споживання молюсків. Він виробляється видами роду Dinophysis.

Симптоми

• Діарея
• Хвороба
• Блювота
• Ймовірне утворення пухлин у травному тракті

Цигутарний токсин

Викликає отруєння цигуатера, вживаючи рибу. Синтезується видами Gambierdiscus toxus, Ostreopsis spp та Coolia spp.

Симптоми

• Оніміння і тремтіння в руках і ногах
• Хвороба
• М'язовий параліч (в крайньому випадку)

Еволюція

Симптоми починають проявлятися між 30 хвилинами та 3 годинами після прийому забрудненої їжі. Це відбувається тому, що токсин швидко всмоктується через слизову ротової порожнини.

Залежно від кількості споживаного токсину симптоми можуть бути більш-менш вираженими.

Період напіввиведення токсину становить приблизно 90 хвилин. Зниження рівня токсину в крові до безпечного рівня може зайняти до 9 годин.

Лікування

На жаль, немає жодного протиотрути жодному з токсинів. Лікування показано для полегшення симптомів, особливо респіраторних симптомів, а також для усунення токсину.

Один із звичайних заходів - викликати блювоту, щоб усунути джерело отруєння. Також зазвичай вводять активоване вугілля, оскільки воно здатне всмоктувати токсини, стійкі до дії шлункового рН.

Так само вводять рясну рідину, яка прагне виправити можливий ацидоз, а також прискорити виведення токсину через нирки.

Отруєння будь-яким із цих токсинів вважається госпітальним випадком, і як таке потрібно лікувати, негайно надаючи ураженій особі спеціалізовану медичну допомогу.

Список літератури

1. Adl, SM та ін. (2012 р.). "Переглянута класифікація еукаріотів." Журнал еукаріотичної мікробіології, 59 (5), 429-514
2. Фауст, штат Массачусетс та Gulledge, РА (2002). Виявлення шкідливих морських динофлагелятів. Внески з Національного гербарію США 42: 1-144.
3. Гомес Ф. (2005). Перелік вільноживучих видів динофлагеллатів у світових океанах. Acta Botanica Croatica 64: 129-212.
4. Ернандес, М. і Гарат, І. (2006). Синдром отруєння каліками через споживання молюсків. Rev Biomed. 17. 45–60
5. Van Dolah FM. Токсини морських водоростей: походження, вплив на здоров'я та їх посилення. Охорона навколишнього середовища. 2000 р .; 108 Суппл 1: 133-41.